關(guān)于原子核殼演化的研究
當原子核的核子數(shù)(質(zhì)子或中子)為2,8,20,28,50,82,126的時候,原子核性質(zhì)會表現(xiàn)出格外的穩(wěn)定性,這些數(shù)字被稱之為原子核的“幻數(shù)”。Mayer 和 Jensen等人利用包含了自旋軌道耦合的殼模型對幻數(shù)進行了成功的解釋,他們開創(chuàng)性的工作被授予1963年諾貝爾物理學獎。隨著對遠離穩(wěn)定線原子核性質(zhì)的研究,人們發(fā)現(xiàn)在某些區(qū)域原子核殼結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化,與傳統(tǒng)殼模型的描述很不一致。為此人們給出了很多理論解釋,其中張量力作為新殼演化的重要原因,近些年成功地解釋了核素圖中多個質(zhì)量區(qū)域新的殼演化規(guī)律,受到人們的廣泛關(guān)注。 雙幻核132Sn(Z=50,N=82)附近由于實驗數(shù)據(jù)缺乏,人們對該區(qū)域殼結(jié)構(gòu)是否會發(fā)生變化一直存在著爭論。因此,實驗上進一步研究該區(qū)域的殼演化特征,探討殼演化內(nèi)在機制是一個非常重要而有趣的課題,對理解核天體物理中的快中子俘獲過程也有重要意義。圖1. 奇質(zhì)量Ag同位素第一個1/2-態(tài)和9/2+態(tài) 圖2. (a) 理論計算的質(zhì)子有效單粒子能能級差的系統(tǒng)性演化 曲線。(b) 中子在h11/2軌道的占據(jù) 近期,核物理與核技術(shù)國家重點實驗室的李智煥、華輝課題組和合作者在日本理化學研究所開展了對123Pd和125Pd核的β衰變實驗研究,首次在衰變子核123Ag和125Ag 的低激發(fā)能區(qū)發(fā)現(xiàn)了具有β放射性的同核異能態(tài)。利用新發(fā)現(xiàn)的同核異能態(tài),討論了奇質(zhì)量Ag同位素中由πg(shù)9/2 和 πp1/2兩個軌道形成的Z=40次閉殼能隙在N=82附近的演化(見圖1)。研究表明在N=82處,Z=40次閉殼能隙可能存在明顯的減小。為了進一步了解殼演化的微觀機制,使用包含了張量力的殼模型計算了這個質(zhì)量區(qū)單粒子軌道的演化,結(jié)果顯示相比于N=50處,Z=40次閉殼能隙在N =82處存在明顯的減小,張量力對 Ag 同位素中πg(shù)9/2 和 πp1/2 軌道以及 Z=40 次閉殼能隙在接近 N=82 時的演化起到非常重要的作用(見圖2)。研究工作發(fā)表在近期《物理評論快報》[Phys. Rev. Lett. 122, 212502 (2019)]上。 研究論文第一作者是北京大學博士生陳志強,李智煥和華輝為該論文的共同通訊作者。研究工作得到了科技部項目和基金委項目的資助。
北京大學
2021-04-11